JP5142950B2 - Array antenna - Google Patents

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

本発明は、主たるビーム走査面に垂直な方向に配列された複数の素子アンテナと、前記複数の素子アンテナにつながれた給電回路と、前記給電回路につながれた移相器とを有するリニアサブアレーを、ビーム走査方向に垂直なX方向および前記ビーム走査方向に平行なY方向で規定される矩形形状に配列して構成されるアレーアンテナに関する。   The present invention provides a linear subarray having a plurality of element antennas arranged in a direction perpendicular to a main beam scanning plane, a feeder circuit connected to the plurality of element antennas, and a phase shifter connected to the feeder circuit. The present invention relates to an array antenna configured to be arranged in a rectangular shape defined by an X direction perpendicular to a beam scanning direction and a Y direction parallel to the beam scanning direction.

アレーアンテナは、レーダ装置あるいは電波監視装置の空中線として多く用いられている。そして、このようなアレーアンテナは、より遠くの目標を検出するために、あるいは、より微弱の電波を検知するために、空中線性能として、より大きなアンテナ利得が要求される。   Array antennas are often used as antennas for radar devices or radio wave monitoring devices. Such an array antenna is required to have a larger antenna gain as antenna performance in order to detect a farther target or to detect weaker radio waves.

アンテナ利得は、空中線の開口径に比例するので、より大きなアンテナ利得を得るためには、空中線を大開口径化する必要がある。   Since the antenna gain is proportional to the aperture diameter of the antenna, it is necessary to increase the antenna diameter to obtain a larger antenna gain.

アレーアンテナにおいて、グレーティングローブが発生しないような素子アンテナ間隔にすると、素子間隔を広くとれない。この結果、大開口径化するに従って、素子アンテナ数が増大し、素子アンテナに接続される移相器の数も増大する。一般に、移相器は、高価であり、アンテナ全体における移相器の数を抑制することが望まれる。そこで、いくつかの素子アンテナをまとめてサブアレーとし、サブアレー毎に移相器を設けた構成にして、移相器の数を低減することが考えられている(例えば、特許文献1参照)。   In the array antenna, if the element antenna spacing is such that no grating lobe is generated, the element spacing cannot be increased. As a result, as the aperture diameter increases, the number of element antennas increases, and the number of phase shifters connected to the element antennas also increases. In general, phase shifters are expensive, and it is desirable to suppress the number of phase shifters in the entire antenna. Thus, it has been considered to reduce the number of phase shifters by combining several element antennas into subarrays and providing a phase shifter for each subarray (see, for example, Patent Document 1).

このような構成では、移相器で位相を制御する単位が、素子アンテナからサブアレーになる。従って、グレーティングローブが発生しないようにするには、サブアレーの中心の間隔をとる必要がある。しかし、素子アンテナの寸法が波長程度であるので、素子アンテナをまとめたサブアレーの中心間隔を1波長以下にするのは困難であり、グレーティングローブが発生するという問題がある。   In such a configuration, the unit for controlling the phase by the phase shifter is changed from the element antenna to the subarray. Therefore, in order to prevent the generation of grating lobes, it is necessary to provide a space between the centers of the subarrays. However, since the size of the element antenna is about a wavelength, it is difficult to set the center interval of the subarrays including the element antennas to one wavelength or less, and there is a problem that a grating lobe occurs.

グレーティングローブの発生により、所望の方向のアンテナ利得が低下するとともに、所望の指向方向以外の方向からの到来電波を受信することになる。この結果、方位検出においては、アンビギュイティが発生する。従って、素子アンテナに接続される移相器の数を低減した上で、グレーティングローブの発生を避けるための構成が望まれる。   Generation of the grating lobe reduces the antenna gain in the desired direction and receives incoming radio waves from directions other than the desired directivity direction. As a result, ambiguity occurs in the direction detection. Therefore, a configuration for avoiding the generation of grating lobes while reducing the number of phase shifters connected to the element antenna is desired.

かかる状況において、周期性を有しないアレーアンテナの間隔として、不等間隔にアンテナを配列してグレーティングローブによるアンビギュイティを低減する技術が開示されている(例えば、特許文献2、非特許文献1参照)。   In such a situation, a technique for reducing ambiguity due to grating lobes by arranging antennas at unequal intervals as the interval between array antennas having no periodicity is disclosed (for example, Patent Document 2, Non-Patent Document 1) reference).

また、周期性を有しない多角形配列方法として、ペンローズタイル、オクタゴナル、テーブルなどを選び、その頂点位置に素子アンテナを配置することで広帯域にわたり、グレーティングローブを抑圧した技術が提案されている(例えば、非特許文献2、3参照)。   Further, as a polygon arrangement method having no periodicity, a technique has been proposed in which a grating lobe is suppressed over a wide band by selecting a Penrose tile, an octagonal, a table, etc., and arranging an element antenna at the apex position (for example, Non-Patent Documents 2 and 3).

特開平5−291814号公報JP-A-5-291814 特開2005−257384号公報JP 2005-257384 A 電子情報通信学会論文誌B Vol.J83−B No.6 pp.845−851 “不等間隔アレーを用いた方位推定”IEICE Transactions B Vol. J83-B No. 6 pp. 845-851 “Direction estimation using non-uniformly spaced arrays” Vincenzo Pierro et. al. “Radiation Properties of Planar Antenna Arrays Based on Certain Categories of Aperiodic Tilings” IEEE TRANSACTION ON ANTENNAS AND PROPAGATION, vol.53, NO.2, pp.635-644, Feb 2005Vincenzo Pierro et. Al. “Radiation Properties of Planar Antenna Arrays Based on Certain Categories of Aperiodic Tilings” IEEE TRANSACTION ON ANTENNAS AND PROPAGATION, vol.53, NO.2, pp.635-644, Feb 2005 Glassner, A. “Penrose tiling”, IEEE Computer Graphics and Applications, vol.18, Issue4, pp.78-86, July/Aug 1988Glassner, A. “Penrose tiling”, IEEE Computer Graphics and Applications, vol.18, Issue4, pp.78-86, July / Aug 1988

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
グレーティングローブを低減する方法として、素子アンテナの間隔を不等間隔にするとする。ここで、例えば、ランダムに素子アンテナの間隔を設定した場合には、周期性がないために、素子アンテナに接続される給電系が複雑になるという問題があった。さらに、多品種少量製品となることで、アンテナの製造コストが上昇するという問題もあった。
However, the prior art has the following problems.
As a method for reducing the grating lobe, the intervals between the element antennas are assumed to be unequal. Here, for example, when the interval between the element antennas is set at random, there is a problem in that the feeding system connected to the element antenna becomes complicated because there is no periodicity. Furthermore, there has been a problem that the manufacturing cost of the antenna increases due to the fact that the product is a small variety of products.

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、グレーティングローブを抑圧するとともに、製造コストの上昇を抑制したアレーアンテナを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an array antenna that suppresses grating lobes and suppresses an increase in manufacturing cost.

本発明に係るアレーアンテナは、主たるビーム走査面に垂直な方向に配列された複数の素子アンテナと、複数の素子アンテナにつながれた給電回路と、給電回路につながれた移相器とを有するリニアサブアレーを、ビーム走査方向に垂直なX方向およびビーム走査方向に平行なY方向で規定される矩形形状に配列して構成されるアレーアンテナにおいて、リニアサブアレーは、X方向寸法a、Y方向寸法b、素子数nで構成され、リニアサブアレーを同一周期でY方向に並べたリニアアレーを、X方向にI行(Iは1以上の整数)並べたものを単位リニアアレーとし、単位リニアアレーをX方向にW個(Wは1以上の整数)配列することで矩形形状の配列を構成し、それぞれの単位リニアアレーにおける同一周期をT(w)(wは1以上W以下の整数)とし、それぞれの単位リニアアレーにおける1行目のリニアアレーとi行目(iは1以上I以下の整数)のリニアアレーとの間のY方向のずれ量をΔZ(w、i)とし、配列を定めるためにすべての単位リニアアレーに共通に設定される定数をα(0<α≦1)とした場合に、下式
T(w)=b+α(w−1)b/W (w=1、・・・、W)
ΔZ(w、i)=(i−1)T(w)/I (i=1、・・・、I)
によりそれぞれの単位リニアアレー内における周期T(w)およびそれぞれの単位リニアアレー内の各行のずれ量ΔZ(w、i)を決定し、矩形形状の配列を特定するものである。

An array antenna according to the present invention includes a linear subarray having a plurality of element antennas arranged in a direction perpendicular to a main beam scanning plane, a feed circuit connected to the plurality of element antennas, and a phase shifter connected to the feed circuit. Are arranged in a rectangular shape defined by an X direction perpendicular to the beam scanning direction and a Y direction parallel to the beam scanning direction, the linear subarray has an X direction dimension a, a Y direction dimension b, A linear array consisting of n elements, with linear subarrays arranged in the Y direction in the same cycle, arranged in I rows (I is an integer greater than or equal to 1) in the X direction is a unit linear array, and W unit linear arrays are arranged in the X direction. (W is an integer of 1 or more) are arranged to form a rectangular array, and the same period in each unit linear array is T (w) (w is 1 or more and W or less). ), And the amount of deviation in the Y direction between the linear array of the first row and the linear array of the i-th row (i is an integer of 1 to I) in each unit linear array is ΔZ (w, i) Where a constant commonly set for all unit linear arrays is α (0 <α ≦ 1), T (w) = b + α (w−1) b / W (w = 1, ... W)
ΔZ (w, i) = (i−1) T (w) / I (i = 1,..., I)
Thus, the period T (w) in each unit linear array and the shift amount ΔZ (w, i) of each row in each unit linear array are determined, and a rectangular array is specified.

本発明によれば、同一形状からなるリニアサブアレーを特定の周期で並べたリニアアレーをずらして配置することで、同一設計のリニアサブアレーと複数種類のリニアアレーを設計・製造することにより、製造コストを低減しつつ、ランダムに素子を配列した場合と同様なグレーティングローブの抑圧効果を得ることができ、グレーティングローブを抑圧するとともに、製造コストの上昇を抑制したアレーアンテナを得ることができる。   According to the present invention, a linear array in which linear subarrays having the same shape are arranged with a specific period are shifted and arranged to design and manufacture a linear subarray of the same design and a plurality of types of linear arrays, thereby reducing manufacturing costs. However, it is possible to obtain the same grating lobe suppression effect as in the case where the elements are randomly arranged, and to obtain an array antenna that suppresses the grating lobes and suppresses an increase in manufacturing cost.

以下、本発明のアレーアンテナの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、以降では、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。   Hereinafter, preferred embodiments of the array antenna of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, in each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るアレーアンテナの一部である単位リニアアレーの構成を示す斜視図である。図1におけるそれぞれの符号は、次のものを意味している。
1:素子アンテナ
2:素子アンテナ1につながれた給電回路
3:給電回路2につながれた移相器
4:リニアサブアレー
5:リニアアレー
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a unit linear array which is a part of an array antenna according to Embodiment 1 of the present invention. The respective symbols in FIG. 1 mean the following.
1: Element antenna 2: Feeding circuit connected to element antenna 1 3: Phase shifter connected to feeding circuit 2 4: Linear subarray 5: Linear array

図1において、主たるビーム走査方向は、Y方向であり、ビーム走査方向に直交する方向は、X方向である。そして、X方向に並べられた素子数4個の素子アンテナ1と、1個の給電回路2と、1個の移相器3とで、1つのリニアサブアレー4が構成されている。さらに、この1つのリニアサブアレー4は、ビーム走査方向に直交するX方向の寸法がa、ビーム走査方向に平行なY方向の寸法がbで規定されている。   In FIG. 1, the main beam scanning direction is the Y direction, and the direction orthogonal to the beam scanning direction is the X direction. An element antenna 1 having four elements arranged in the X direction, one feeding circuit 2 and one phase shifter 3 constitute one linear subarray 4. Further, the linear subarray 4 is defined by a dimension in the X direction orthogonal to the beam scanning direction and b dimension in the Y direction parallel to the beam scanning direction.

また、リニアアレー5は、リニアサブアレー4を同一周期(図1におけるT(w)に相当)でY方向に並べた1行分のリニアサブアレー4で構成されている。さらに、このような構成のリニアアレー5をX方向に複数行(図1においては3行)並べたものを単位リニアアレーとしている。   The linear array 5 is composed of one row of linear subarrays 4 in which the linear subarrays 4 are arranged in the Y direction at the same period (corresponding to T (w) in FIG. 1). Further, a linear array 5 having such a configuration in which a plurality of rows (three rows in FIG. 1) are arranged in the X direction is used as a unit linear array.

そして、図1に示した単位リニアアレーを、X方向に複数配列することで、矩形形状の配列を有するアレーアンテナが構成される。ここで、ビーム走査方向に直交するX方向のアレーアンテナの外形寸法をA,ビーム走査方向に平行するY方向のアレーアンテナの外形寸法をBとする。また、上述したように、リニアサブアレー4のX方向寸法をa、Y方向寸法をbとし、リニアサブアレー4中の素子数をnとする。   An array antenna having a rectangular array is configured by arranging a plurality of unit linear arrays shown in FIG. 1 in the X direction. Here, the outer dimension of the array antenna in the X direction orthogonal to the beam scanning direction is A, and the outer dimension of the array antenna in the Y direction parallel to the beam scanning direction is B. Further, as described above, the dimension in the X direction of the linear subarray 4 is a, the dimension in the Y direction is b, and the number of elements in the linear subarray 4 is n.

また、単位リニアアレーをX方向にW個(Wは1以上の整数)配列することで矩形形状の配列を構成するとした場合に、さらに、以下の符号を定義する。
T(w):w番目の単位リニアアレー内で共通する周期であり、Y方向に隣接するリ
ニアサブアレー4の相対距離に相当(wは、1以上W以下の整数)
I:すべての単位リニアアレーに共通であり、単位リニアアレーを構成するリニアア
レーの行数(Iは、1以上の整数)
M(w):w番目の単位リニアアレー内において、リニアサブアレー4を同一周期
T(w)でY方向に並べたときの列数
ΔZ(w、i):w番目の単位リニアアレーにおける1行目のリニアアレーとi行目
(iは1以上I以下の整数)のリニアアレーとの間のY方向のずれ

α:配列を定めるためにすべての単位リニアアレーに共通に設定される定数(0<α
≦1)
Further, when a rectangular array is formed by arranging W unit linear arrays in the X direction (W is an integer of 1 or more), the following symbols are further defined.
T (w): A period common in the w-th unit linear array and adjacent to the Y direction.
Corresponds to the relative distance of the near subarray 4 (w is an integer between 1 and W)
I: Common to all unit linear arrays, and the number of rows of the linear array constituting the unit linear array (I is an integer of 1 or more)
M (w): The linear subarray 4 has the same period in the wth unit linear array.
Number of columns when arranged in the Y direction at T (w) ΔZ (w, i): the first row linear array and the i th row in the w th unit linear array
Deviation in the Y direction from the linear array (where i is an integer between 1 and I)
Quantity α: A constant (0 <α set in common to all unit linear arrays to define the array)
≦ 1)

この場合、アレーアンテナの矩形形状の配列を、下式(1)(2)で特定する。
T(w)=b+α(w−1)b/W (w=1、・・・、W) (1)
ΔZ(w、i)=(i−1)T(w)/I (i=1、・・・、I) (2)
In this case, the rectangular array of the array antenna is specified by the following expressions (1) and (2).
T (w) = b + α (w−1) b / W (w = 1,..., W) (1)
ΔZ (w, i) = (i−1) T (w) / I (i = 1,..., I) (2)

このとき、リニアアレーが開口面内に収まるためには、IおよびM(w)は、下式(3)(4)を満足する必要がある。
I≦{A/(a×W)} (3)
M(w)≦B/T(w)−{1−(1/I)} (4)
At this time, in order for the linear array to be within the opening surface, I and M (w) must satisfy the following expressions (3) and (4).
I ≦ {A / (a × W)} (3)
M (w) ≦ B / T (w) − {1- (1 / I)} (4)

図2は、本発明の実施の形態1のアレーアンテナにおけるリニアサブアレー4の具体的な配列を示した例示図である。この図2においては、各パラメータは、次のように設定している。ただし、λは、波長である。
A=B=20λ
a=λ
b=1.5λ
n=2
W=4
α=1
FIG. 2 is an exemplary diagram showing a specific arrangement of the linear subarray 4 in the array antenna according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, each parameter is set as follows. Where λ is a wavelength.
A = B = 20λ
a = λ
b = 1.5λ
n = 2
W = 4
α = 1

そして、上式(1)〜(4)を用いて、IおよびM(1)〜M(4)を以下のように設定している。
I=5
M(1)=12
M(2)=9
M(3)=8
M(4)=6
And using the above formulas (1) to (4), I and M (1) to M (4) are set as follows.
I = 5
M (1) = 12
M (2) = 9
M (3) = 8
M (4) = 6

図2の配列を備えたアレーアンテナの場合、グレーティングローブレベルは、10.13dB改善されることが数値計算にて確認できた。   In the case of the array antenna having the arrangement of FIG. 2, it was confirmed by numerical calculation that the grating lobe level is improved by 10.13 dB.

以上のように、実施の形態1によれば、リニアサブアレーは、全て同一の機能・寸法を有するため、1種類の設計・製造条件での製造が可能である。さらに、リニアサブアレーをY軸方向に並べたリニアアレーの設計も、W種類の設計・製造条件で製造し、アレー構成時に位置をずらすだけですむ。このため、従来のランダム配列アレーに比べ、アレーアンテナの製造コストを低減しつつ、同様なグレーティングローブの抑圧が可能となる。   As described above, according to the first embodiment, all the linear subarrays have the same functions and dimensions, and therefore can be manufactured under one kind of design and manufacturing conditions. Furthermore, the design of a linear array in which linear subarrays are arranged in the Y-axis direction can be manufactured under W design and manufacturing conditions, and the position can be shifted when the array is configured. For this reason, it is possible to suppress the same grating lobe while reducing the manufacturing cost of the array antenna as compared with the conventional random array.

実施の形態2.
先の実施の形態1の図2の構成を備えたアレーアンテナは、同一周期のリニアアレーが隣接している。このため、斜め方向に局所的な周期性が残り、これがグレーティングローブ抑圧を妨げていた。そこで、本実施の形態2では、このような周期性を打ち消すためのリニアサブアレー4の配列について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the array antenna having the configuration of FIG. 2 of the first embodiment, linear arrays having the same period are adjacent to each other. For this reason, local periodicity remains in an oblique direction, which prevents grating lobe suppression. Therefore, in the second embodiment, an arrangement of linear subarrays 4 for canceling such periodicity will be described.

図3は、本発明の実施の形態2のアレーアンテナにおけるリニアサブアレー4の具体的な配列を示した例示図である。先の実施の形態1における図2の配列では、I=5、W=4としていたため、同一周期のリニアアレーが隣接する状態が生じていた。これに対して、本実施の形態2における図3の配列では、I=1、W=20とし、隣接するリニアアレーの周期が同一にはならないようにしている。   FIG. 3 is an exemplary diagram showing a specific arrangement of the linear subarray 4 in the array antenna according to the second embodiment of the present invention. In the arrangement of FIG. 2 in the first embodiment, since I = 5 and W = 4, a linear array having the same period is adjacent. On the other hand, in the arrangement of FIG. 3 in the second embodiment, I = 1 and W = 20 so that the periods of adjacent linear arrays are not the same.

また、図示していないが、先の図2に示した配列において、同一周期のリニアアレーが隣接しないように、Y方向の順序を1行単位で入れ替えることによっても、周期性を打ち消すことが可能である。   Although not shown, the periodicity can be canceled by changing the order in the Y direction in units of one row so that linear arrays having the same period are not adjacent to each other in the arrangement shown in FIG. is there.

これらの方法を用いて周期性を打ち消すことにより、グレーティングローブが走査面に直交する方向に分散されて抑圧されることとなる。   By canceling the periodicity using these methods, the grating lobes are dispersed and suppressed in the direction orthogonal to the scanning plane.

以上のように、実施の形態2によれば、同一周期のリニアアレーが隣接しないように、周期性を打ち消す配列とすることにより、先の実施の形態1における効果に加え、さらなるグレーティングローブの抑圧が可能となる。   As described above, according to the second embodiment, by adopting an arrangement that cancels the periodicity so that linear arrays having the same period are not adjacent to each other, in addition to the effects in the first embodiment, further suppression of grating lobes can be achieved. It becomes possible.

実施の形態3.
先の実施の形態1、2では、矩形形状アレーアンテナについて説明した。本実施の形態3では、基本的にはこの矩形形状の配列を利用しつつ、円形または多角形形状のアンテナ外形を有したアレーアンテナに適用する場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the rectangular array antenna has been described. In the third embodiment, a case will be described in which the present invention is basically applied to an array antenna having a circular or polygonal antenna outline while using this rectangular array.

図4は、本発明の実施の形態3のアレーアンテナにおけるリニアサブアレー4の具体的な配列を示した例示図である。この図4におけるアレーアンテナ7は、先の実施の形態1、2で説明した手法による矩形形状の配列を備えたアレーアンテナである。一方、図4におけるアレーアンテナ6は、円形または多角形形状のアンテナ外形を有しており、アレーアンテナ7を矩形形状にて配列した後に、所望の外形形状に含まれるリニアサブアレーを選択することで実現している。   FIG. 4 is an exemplary diagram showing a specific arrangement of the linear subarray 4 in the array antenna according to the third embodiment of the present invention. The array antenna 7 in FIG. 4 is an array antenna having a rectangular array by the method described in the first and second embodiments. On the other hand, the array antenna 6 in FIG. 4 has a circular or polygonal antenna outer shape, and after the array antennas 7 are arranged in a rectangular shape, a linear subarray included in the desired outer shape is selected. Realized.

以上のように、実施の形態3によれば、矩形形状にて配列されたリニアサブアレーの中から所望のものを選択して、円形または多角形形状のアンテナ外形を有するアレーアンテナを構成することにより、先の実施の形態1、2と同様の効果を得ることができる。   As described above, according to the third embodiment, a desired one is selected from the linear subarrays arranged in a rectangular shape, and an array antenna having a circular or polygonal antenna outer shape is configured. The same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

本発明の実施の形態1に係るアレーアンテナの一部である単位リニアアレーの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the unit linear array which is a part of array antenna which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1のアレーアンテナにおけるリニアサブアレーの具体的な配列を示した例示図である。It is the exemplary diagram which showed the specific arrangement | sequence of the linear subarray in the array antenna of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2のアレーアンテナにおけるリニアサブアレーの具体的な配列を示した例示図である。It is the illustration figure which showed the specific arrangement | sequence of the linear subarray in the array antenna of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3のアレーアンテナにおけるリニアサブアレーの具体的な配列を示した例示図である。It is the illustration figure which showed the specific arrangement | sequence of the linear subarray in the array antenna of Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 素子アンテナ、2 給電回路、3 移相器、4 リニアサブアレー、5 リニアアレー、6、7 アレーアンテナ。   1 element antenna, 2 feeder circuit, 3 phase shifter, 4 linear subarray, 5 linear array, 6, 7 array antenna.

Claims (4)

主たるビーム走査面に垂直な方向に配列された複数の素子アンテナと、前記複数の素子アンテナにつながれた給電回路と、前記給電回路につながれた移相器とを有するリニアサブアレーを、ビーム走査方向に垂直なX方向および前記ビーム走査方向に平行なY方向で規定される矩形形状に配列して構成されるアレーアンテナにおいて、
前記リニアサブアレーは、X方向寸法a、Y方向寸法b、素子数nで構成され、
前記リニアサブアレーを同一周期でY方向に並べたリニアアレーを、X方向にI行(Iは1以上の整数)並べたものを単位リニアアレーとし、
前記単位リニアアレーをX方向にW個(Wは1以上の整数)配列することで前記矩形形状の配列を構成し、
それぞれの単位リニアアレーにおける同一周期をT(w)(wは1以上W以下の整数)とし、それぞれの単位リニアアレーにおける1行目のリニアアレーとi行目(iは1以上I以下の整数)のリニアアレーとの間のY方向のずれ量をΔZ(w、i)とし、配列を定めるためにすべての単位リニアアレーに共通に設定される定数をα(0<α≦1)とした場合に、下式(1)(2)
T(w)=b+α(w−1)b/W (w=1、・・・、W) (1)
ΔZ(w、i)=(i−1)T(w)/I (i=1、・・・、I) (2)
によりそれぞれの単位リニアアレー内における周期T(w)およびそれぞれの単位リニアアレー内の各行のずれ量ΔZ(w、i)を決定し、前記矩形形状の配列を特定することを特徴とするアレーアンテナ。
A linear sub-array having a plurality of element antennas arranged in a direction perpendicular to a main beam scanning plane, a feeding circuit connected to the plurality of element antennas, and a phase shifter connected to the feeding circuit is provided in the beam scanning direction. In an array antenna configured to be arranged in a rectangular shape defined by a vertical X direction and a Y direction parallel to the beam scanning direction,
The linear subarray is composed of an X-direction dimension a, a Y-direction dimension b, and the number of elements n.
A linear array in which the linear sub-arrays are arranged in the Y direction at the same period, and a unit linear array in which I rows (I is an integer of 1 or more) are arranged in the X direction,
The unit-shaped linear array is arranged in the X direction by arranging W (W is an integer of 1 or more) to form the rectangular array,
The same period in each unit linear array is T (w) (w is an integer not less than 1 and not more than W), and the first row linear array and the i-th row (i is an integer not less than 1 and not more than I) in each unit linear array. And the constant set in common to all unit linear arrays in order to define the array as α (0 <α ≦ 1) (1) (2)
T (w) = b + α (w−1) b / W (w = 1,..., W) (1)
ΔZ (w, i) = (i−1) T (w) / I (i = 1,..., I) (2)
To determine the period T (w) in each unit linear array and the shift amount ΔZ (w, i) of each row in each unit linear array, and specify the rectangular array.
請求項1に記載のアレーアンテナにおいて、
前記それぞれの単位リニアアレーの1行目のリニアアレーのX方向の配置をグレーティングローブが走査面に直交する方向に分散されて抑圧されるように決定することを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to claim 1, wherein
An array antenna characterized in that the arrangement of the linear array in the first row of each unit linear array in the X direction is determined such that the grating lobes are dispersed and suppressed in a direction orthogonal to the scanning plane.
請求項1または2に記載のアレーアンテナにおいて、
(I×W)行からなるリニアアレーの行の順番を入れ替えて前記矩形形状の配列を最終的に特定することを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to claim 1 or 2,
An array antenna characterized by finally identifying the rectangular array by changing the order of the rows of a linear array of (I × W) rows.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
特定された前記矩形形状の配列に含まれるリニアサブアレーの中から、円形または多角形形状のアンテナ外形を有する所望の外形形状に含まれるリニアサブアレーを選択することで構成されることを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to any one of claims 1 to 3,
An array configured by selecting a linear subarray included in a desired outer shape having a circular or polygonal antenna outer shape from among the linear subarrays included in the specified rectangular array. antenna.
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